基于小弹性模量法的空间飞网构型优化设计

飞网构型设计对提高空间飞网系统的展开抓捕性能具有重要意义。用小弹性模量分析方法对空间飞网构型优化设计问题进行了研究。以绳网中内力分布均衡性为优化目标,选取飞网抛射过程中最大受力时刻为研究工况,赋予绳索单元极小弹性模量,进行静力学计算,并以变形后的结果为初始条件进行迭代分析。优化结果表明,绳网中的内力分布随迭代步数的增加而更趋于均匀。在不改变绳网拓扑结构的前提下,本文所建立的优化设计方法为空间飞网构型优化设计提供了一种参考途径。     

无限大导体平面上凹槽散射的快速多极子分析

采用快速多极子方法计算无限大导体平面上凹槽的雷达散射截面。由电磁场等效原理导出无限大导体平面上凹槽的等效电流和磁流组成的耦合积分方程,用共轭梯度法和电流迭代的方法求解此耦合积分方程,在迭代的过程中用快速多极子方法加快矩阵和向量之间的运算,快速多极子方法的引入使计算量和内存需求都由O(N2)下降到O(N1.5)。给出了算例,计算结果表明本文算法所得的结果与MOM的结果完全相符。     

Halo轨道编队构型重构最优控制研究

变长度的测量基线与空间构型的多样性是航天器以编队方式执行深空探测任务的优势之一,该优势的发挥与航天器编队构型重构能力密切相关.针对Halo轨道编队构型重构问题开展研究,分析了Halo轨道编队的构型特性,推导了Halo轨道编队构型重构最优控制的Hamilton方程,基于第一类生成函数构造了最优控制Hamilton方程的迭...     

自行防空武器校轴装备构型与力学分析

校轴装备用于检验防空武器轴系间距尺寸与理论设计尺寸的一致性,其性能对防空武器的火力打击精度影响巨大。某自行防空武器具有轴系繁多、轴系间距尺寸大的特点,现有装备无法满足其校轴需求,故结合主支板配置、连接结构方式等提出了一种新型校轴装备构型。对该校轴装备建立系统整体有限元计算模型,基于真实使用场景下的受力条件对其依次开展静力学、屈曲及振动模态仿真分析,获得了校轴装备的力学与外激励响应特征。新型校轴装备在使用条件下具有良好的刚强度特性,装备构型稳定性能好,能避免运输环境下的振动损伤,满足校轴指标要求,对校轴装备的构型设计与力学分析具有一定的参考意义。     

乘波构型优化设计与实验

乘波构型是高超声速飞行器高升阻比气动布局设计的重要参考外形之一,设计中需要综合考虑升阻比、容积率和容积等要求.本文开展了锥导乘波构型的参数化建模设计,采用改进的多目标遗传优化算法,完成了以升阻比、容积率和容积为多目标的乘波构型优化设计;在KD-01高超声速炮风洞中完成了不同攻角缩比模型的气动力实验,并同CFD计算结果进行了比较分析.结果表明:优化设计外形具有良好的升阻比,且在一定攻角范围内升阻比较高,数值模拟和实验分析基本吻合.研究结果可为高超声速滑翔式飞行器的设计提供参考.     

高超声速飞行器前体外形设计与气动特性分析

利用数值计算开展了高超声速飞行器前体气动特性的考察,重点研究了三维效应对于前体流场及预压缩性能的影响,提出了抑制三维侧缘溢流影响、改善三维前体气动性能的前体侧缘设计思想,考察了侧缘外形的容积效率,提出了有效容积效率的概念和评估方法,对于不同侧缘形式的前体构型进行了气动特性的考察,给出了不同前体构型气动特征的变化规律。     

吻切锥乘波构型优化设计与分析

吻切锥乘波构型是未来高超声速有动力巡航飞行器气动外形重要的设计参考。采用参数化设计方法实现了吻切锥乘波构型的设计,并利用工程估算的方法对构型的气动性能进行了分析;在多参数正交试验分析的基础上,开展了以升阻比,容积和容积率为目标的设计优化。CFD计算显示,优化的外形具有良好的升阻比和容积率性能,且底部流动均匀,是实现高超声速飞行器前体/超燃发动机进气道一体化的重要参考。     

基于系统构型替换的固冲发动机故障模式半实物仿真

为全面快速验证冲压发动机的故障检测算法,基于构型替换建立了能模拟多种固冲发动机故障的仿真验证平台。基于此平台,搭建了发动机点火故障模型、压强传感器故障模型、设备接口模型,以及与真实控制器中检测算法具有相同外部接口和系统构型的故障检测算法模型等。通过系统构型的切换,将同一个故障模式注入故障检测算法模型和真实发动机系统,并通过对比同一组故障模式下故障检测模型检测结果与发动机控制系统检测结果,来对发动机控制器中的故障检测算法进行快速验证。以无喷管助推器点火的检测为例,讲述了该方法的建模、实验验证及分析过程,此外,该方法还能应用到无喷管助推器关机、进气道前后堵盖打开、燃气发生器点火、燃气流量容错控制等多个故障模式的仿真模拟与验证,具有很强的通用性,能大大地降低控制系统开发与验证的时间成本,具有很强的应用价值。     

弹体前缘圆孔凹槽有/无喷射流机理研究北大核心

为了研究不同圆孔凹槽直径及有/无喷射流流动机理,采用标准的k-w SST湍流模型数值计算方法进行分析。结果表明:当流体经过圆孔凹槽时,在圆孔凹槽边缘会形成膨胀波和压缩波,在圆孔凹槽内可能会形成涡流结构,并保持低速流体。当圆孔凹槽直径逐渐增加时,引起弹体壁面声速径向距离增加。同时,随着攻角的增大,圆孔凹槽内的静压逐渐降低;圆孔凹槽喷流速度的增加导致凹槽出口会出现激波现象,当喷流速度达到600 m/s时,凹槽出口激波强度明显增加,圆孔凹槽内静压减小。     

凹槽构型对平板气层减阻影响试验分析

通过平板凹槽喷气减阻模型试验,研究了航速和气流量等因素对平板气层减阻规律的影响,并利用水下摄像系统对不同凹槽构型内的气层形态进行了观测。试验结果表明:不喷气时凹槽的存在会使平板的阻力增加;喷气可以有效减小平板阻力,存在饱和气流量;饱和气流量随着槽深的增加而减小,饱和气流量下平板的绝对减阻率随航速的增加而降低;设置凹槽构型是保持平板下表面气层稳定性的有效措施,合适的凹槽构型可以明显改善平板底部喷气流场,提高平板喷气减阻效果;在Fr为0.119时,饱和气流量下平板的绝对减阻率可以达到40%以上。